中药现代化之先进技术篇

作者:本网编辑 文章来源:《流程工业》2004年第3期 发布时间:2013-01-09
兵欲善其事,必先利其器.没有先进的生产制造方法,高效的科研开发,“中药现代化”只能是一句空话.在中药制剂生产中,工艺、设备、原料的控制,乃至辅料的研究都非常重要,他们是新剂型诞生的基础,也是制剂产品质量和疗效稳定的保证.

常言道:兵欲善其事,必先利其器。没有先进的生产制造方法,高效的科研开发,“中药现代化”只能是一句空话。在中药制剂生产中,工艺、设备、原料的控制,乃至辅料的研究都非常重要,他们是新剂型诞生的基础,也是制剂产品质量和疗效稳定的保证。

提取技术

中药多为植物入药,因此,提取植物中的有效成分成为中药生产中最为重要的环节之一。随着对于工艺的不断深入研究,各种新型的提取方法不断涌现,提高了中药的生产效率和纯度。

■ 超临界流体萃取法

超临界流体萃取法是近些年来最为热门的萃取方法。它是利用超临界状态下的流体为萃取剂,从液体或固体中萃取中药材中有效成分并进行分离的方法。一般常用超临界CO2萃取法。这种方法的优点在于可通过调控压力和温度,改变超临界CO2的密度,从而改变其对物质的溶解能力,选择性地萃取中药中的某些成分,使萃取到分离可一步完成。而且因为萃取剂为气体,对于药品无污染,对环境友好,更令它成为制造商青睐的提取方法。该法可在接近室温条件下萃取,适用于热敏性成分的提取。总体来说,它较适用于亲脂性、分子量较小物质的萃取。

■ 酶分离法酶分离法

是指可以选择适当的酶分解除去中药制剂中的淀粉、果胶、蛋白质等杂质。针对其中含有脂溶性、难溶于水或不溶于水成分多,通过加入淀粉部分水解产物及葡萄糖苷酶或转糖苷酶,使脂溶性或难溶于水或不溶于水的有效成分转移到水溶性苷糖中。因为酶的反应较温和地将植物组织分解,可较大幅度提高效率。

■ 加压逆流提取法

加压逆流提取法是指将若干提取装置串联,溶剂与药材逆流通过,并保持一定接触时间的方法。以冬凌草提取液为例,这种方法可以使得其浓度增加19倍,而溶剂及热能单耗分别降低40%和57%。

分离纯化技术

提取物要经过分离纯化才能进行下一步的生产。我们常见的分离方法有沉降分离法、滤过分离法、离心分离法;常见的纯化方法有水提醇沉法(水醇法)、醇提水沉法(醇水法)、酸碱法、盐析法、离子交换法和结晶法等。分子蒸馏技术、超滤法、大孔树脂吸附法则是最近几年涌现出的新的分离纯化方法。

■ 分子蒸馏技术

从不断有厂家推出分子蒸馏设备,我们就可以知道分子蒸馏技术有多热门。采用这种技术,在分离过程中,将物料处于高真空、相对低温的环境,停留时间短,损耗极少,故分子蒸馏技术特别适合于高沸点、低热敏性物料,尤其是有效成分的活性对温度极为敏感的天然产物的分离,如桉叶油、藿香油、玫瑰油、山苍子油等。

■ 超滤法超滤法

是指根据体系中分子的大小和性状,通过膜的筛分作用,在分子水平上进行分离,可分离分子量为1000~1000000道尔顿的物质,从而起到分离、纯化、浓缩或脱盐作用。超滤法在中药生产中主要是滤除细菌、微粒、大分子杂质(胶质、鞣质、蛋白质、多糖等)。采用超滤法制备中药注射液工艺简单,具有提高中药注射剂澄明度,去除杂质和热原,保留更多有效成分及部分脱色的特点。

■ 大孔树脂吸附法

大孔吸附树脂是最近发展起来的一种有机高聚物吸附剂,它具有物化稳定性高、吸附选择性好、不受无机物存在的影响、再生简便、解吸条件温和、使用周期长、宜于构成闭路循环、节省费用等优点,广泛用于物质的分离纯化。如采用弱极性AB-8大孔树脂对葛根黄酮、银杏叶黄酮进行吸附分离,提取物中黄酮含量提高近一倍,用CAD-40大孔树脂分离纯化柚皮苷效果很好等。另外,大孔吸附树脂还可用于含量测定前样品的预分离。

浓缩及干燥技术

近年来,对膏状物料和粘稠物料干燥的研究取得了较大进展,流态化技术、喷射技术、惰性载体技术,则是在此研究基础上发展起来的。旋转闪蒸干燥机、热喷射气流干燥机、惰性载体干燥机均适合热敏性物料和膏状物料的干燥。这些新的研究成果用于中药制剂生产,将大大改善中药加工的技术水平,提高生产效率。

■ 喷雾干燥法

喷雾干燥法是流化技术用于液态物料干燥的一种方法。因是瞬间干燥,特别适用于热敏性物料,故所得产品质量好,保持原来的色香味,且易溶解。利用喷雾干燥来制备微囊的研究正在进行,它是将心料混悬在衣料的溶液中,经离心喷雾器将其喷入热气流中,所得的产品是衣料包心料而成的微囊,这种微囊粉末可采用于直接压片,也可制备胶囊剂、糖浆剂或混悬剂。

■ 冻干法

顾名思义,“冻干法”即采用冷冻干燥的方法。它是将干燥液体物料冷冻成固体,在低温减压条件下利用冰的升华性能,使物料低温脱水而达到干燥的一种方法。由于物料在高度真空及低温条件下干燥,故对某些极不耐热物品的干燥很适合。喷雾冻干制得的产品微粒小、干燥快、时间短、均匀、流动性好,并具良好的速溶性。制粒技术

■ 流化床制粒法

流化床制粒法可大大减少辅料的用量,浸膏在颗粒中的含量可达50%~70%,颗粒在沸腾状态下形成,表面圆整,流动性好。同时,由于制粒过程在封闭的制粒机内完成,生产过程不易被污染,成品质量能得到更好的保障。某中药厂采用流化喷雾干燥技术改进银翘片工艺,不但减少了制粒工序,而且制得的颗粒疏松,呈多孔状,压片后硬度高,崩解快,提高了片剂质量。

■ 干法制粒干法制粒

通过滚筒平压制粒机完成。具一定相对密度的中药提取液,经喷雾干燥得到干浸膏粉,添加一定辅料后,以滚筒平压制粒机制粒。该法所需辅料少,甚至不用辅料。

■ 快速搅拌制粒法

快速搅拌制粒法是利用快速搅拌制粒机完成的制粒技术。通常将放有固体物料(辅料)的盛器提升密闭,由加料口加入中药浸膏,开启三向搅拌叶以一定的速度转动,使物料从盛器的底部沿壁抛起旋转的波浪,其波峰通过以高速旋转的刮粒刀,被切割成带一定菱角的小块,小块间相互摩擦,最后形成球状颗粒。该法制成的颗粒均匀、圆整,辅料用量少,制粒过程密闭、快速。

包衣技术

包衣可分为药物衣、糖衣、薄膜衣等。药物衣的包衣材料是处方药物,如中药水丸可包朱砂衣、黄柏衣、雄黄衣等。

传统的包衣是糖衣,其缺点是工艺时间长,废物料崩解吸收慢。近年来采用的薄膜包衣技术或工艺,则有效地克服了上述缺点。随着各种新型高分子聚合物的诞生及高效包衣锅的研制成功,薄膜包衣技术迅速发展,有逐渐取代糖衣工艺的趋势。所谓薄膜包衣是把聚合物溶液成分散液均匀涂在片剂、胶囊剂、颗粒剂及微丸剂等固体制剂表面,形成数微未原的整性薄膜层。

薄膜包衣有许多优点:①过程一般在1~2h较短的时内完成;②材料用量大大减少,不使用太多的诸如滑石粉等固体填料;③可以使用多种自动化机械化设备如沸腾床、喷动床等进行连续操作;④衣层薄,崩解吸收快。正由于有诸多的点,所以在发达国家中早已普遍应用。已取代糖衣。

随着高分子学科的发展,新的薄膜包衣材料不断出现。传统薄膜包衣材料主要有胃溶和肠(小肠)溶型,随着新的pH敏感包衣材料的合成,使大肠和结肠定位给药成为可能。通过选择包衣材料和设计包衣处方,可形成的包衣膜在一定的pH范围内溶解或崩解,也可控制膜的渗透性,从而使包衣的药物在体内逐步释放出来,达到恒释、缓释、速释的目的,或者将药物制成在作用点释放的定位片以及将药物确切送入靶组织的靶向制剂。这些都使薄膜包衣具有强大的生命力和广泛的发展前景。

包合物技术

β-环糊精包合物是一种超微型药物载体。它的外端具有良好亲水性,内部具有疏水性,所以具有类似表面活性剂的性质。β-环糊精包合物的原料是环糊精,药物分子被包合成嵌入环糊精的筒状结构内形成超微粒分散物。因此,β-环糊精包合物分散效果好,易于吸收,释药缓慢,副反应低。特别是中药中易挥发性成分经包合后,可大大提高保存率,并能增加其稳定性。以β-环糊精包合技术制备冰片和蟾酥的包合物,并按比例取代冰片和蟾酥入药,制备六神丸,经质量检查、稳定性实验、刺激性试验和体外溶出试验,结果表明,用β-环糊精包合物制备的六神丸较好地保存了挥发性的冰片,减少了蟾酥的刺激性,且体外溶出较快,优于按原工艺制备的六神丸。β-环糊精包合物常用的制备方法有饱和水溶液法,超声波法,研磨法 ,冷冻干燥法,喷雾干燥法和溶液搅拌法等。

固体分散技术

固体分散技术指药物以微粒、微晶或分子状态等均匀分散在某一固态载体中的体系。水溶性和亲水性很强的物质常作为固态分散物载体,以增加一些难溶性药物的溶解度和溶解速率,增加药物口服后的生物利用度。药物在载体中分散的状态分为简单低共熔混合物、固溶物、偏晶体、玻璃态固溶体和分子复合物等。近年来,也有人应用一些水不溶性载体或难溶性材料作为药物的载体,阻止药物的释放,以达到缓释或控释的目的。固体分散物的常用制备方法有:熔融法、溶剂法、熔融-溶剂法、表面分散法等。采用熔融法制备中药滴丸,如苏冰滴丸、香连滴丸、复方丹参滴丸等是固体分散技术在中药制剂中的典型应用。

微型包囊技术

微型包囊技术是利用高分子材料(通称囊壁),将药物微粒或药液微粒(通称囊心)包埋成微小囊状物的技术,其制品称为微囊剂。药物微囊化后,具有延长疗效,提高稳定性,掩盖不良气味,降低在胃肠道中的副作用,减少复方配伍禁忌,改变某些药物的物理特性的特点。微囊以往多以凝聚法制备而成。近年来,用喷雾干燥方法制备微囊日趋成熟。在喷雾过程中,由心材和壁材组成的均匀物料,被雾化成微小液滴后,受周围热空气的影响,使雾滴表面形成一层半透膜,形成粉末状微囊颗粒。采用喷雾干燥方法制备藿香油等挥发油微囊,考察油、水、胶三者比例对挥发油保留率的影响,并用气相色谱法测定了胡椒酚甲醚在原油和微囊中的含量,结果表明,该囊的化学稳定性明显优于原油。

生物技术

在中药生产中,生物技术同样也有着非常广泛的应用。贵重、匮乏药材如人参、红豆杉、紫草、长春花等细胞培养和毛状根培养方面,细胞工程发展得较为成功,目前已接近工业化生产规模。杜仲、肉丛蓉等细胞培养工作正在研究之中。而基因工程则在中药现代化研究方面得到迅速发展。它是研究中药作用机理方面有力的技术手段,如利用基因工程克隆植物催化酶,可达到增加中药材有效成分含量的目的。提高青蒿素、紫杉醇等重要天然产物产量的基因工程技术正在研究之中。基因工程在培养抗虫、抗病药用植物方面也起着重要作用。我国菌类发酵工程已取得重大成果。传统名贵菌类中药冬虫夏草及发酵产品已工业化生产,并逐步走向国际市场。

重点项目一览

1. Murad中药现代化研究中心

曾于1998年获得诺贝尔医学/生理学奖的Ferid Murad教授与上海中医药大学共同成立“Murad”中药现代化研究中心该中心将建成具有国际领先水平的集基因表达、蛋白测定和细胞功能监测为一体的药物筛选、药效评价系统;加强中药化学成分、活性成分、有效成分的基础研究。中心还将加强组方合理、疗效突出、特色明显的中药复方研究,应用分子医学的先进技术来进行复方中药研究。

2.71.58亿打造海口“药谷”计划

国内外资本参与投资的14个医药新项目正式签约海口。 这些项目全部是制药和中药种植合作项目,总投资达71.58亿元人民币。深圳三九集团与海口市政府合作兴建的生命健康产业基地项目成为最大的亮点。

3.天士力:中药产业园建设

进展顺利由天士力投资10亿元的中药产业园目前进展顺利,有望到2005年全面建成并投入使用。天津天士力中药产业园是全国最大的滴丸生产基地,是国家发改委批准的首批中药现代化、高科技产业化发展示范企业。2003年6月,天士力集团与天津北辰科技园区签定合作协议,实施二期10亿元的投资项目,打造规模庞大的现代中药产业园。

4.云南白药投资5000万元建透皮技术基地

2003年9月,云南白药集团在无锡新区总投资5000万元的“云南白药透皮技术系列产品项目”,在昆举行签字仪式。云南白药集团经过考察论证,决定在无锡新区投资建设“云南白药透皮技术贴剂系列产品项目”生产基地。无锡新项目将引进国际先进的透皮技术生产工艺和制造设备,进行具有国际先进水平的透皮技术生产、研发与销售,总规模将过亿元。

5.贵州启动中药现代化科技产业基地建设

贵州启动中药现代化科技产业基地建设可行性报告在贵阳通过科技部组织的专家论证,从而使这个省成为继四川、吉林之后正式启动该基地建设的省份。作为中国四大中药材基地,贵州有中药资源品种4290种,其中植物药3924种、动物药289种、矿物药77种,居全国中药资源品种的第四位;“十五”期间,这个省将重点培育发展天麻、喜树、淫羊藿、艾纳香、头花蓼、杜仲、银杏、鱼腥草等8个中药产业链。

6.建立周口市中药现代化科技产业基地

2003年岁末,周口市政府与中国医学科学院药用植物研究所,达成建立周口市中药现代化科技产业基地合作协议。周口有种植中药材的传统,气候、自然条件都适宜规模种植,现已涌现出四方药业、辅仁药业、康鑫药业等一批中药生产企业。这次双方合作在周口建立中药现代化科技产业基地,必将加快周口中药产业发展。

中药现代化是历史发展的必然。而若想把中药制剂发展到一个崭新阶段,就必须做到理论现代化,剂型精制化,提取科学化,药物纯净化,这样才能使传统中药通过剂型改革,成为新世纪的现代化产业。中药,必将作为“入世”后具特色的绿色药品跨出国门,走向世界,为全人类的健康事业做出卓有成效的贡献。

《中药现代化发展纲要》颁布

进入“十五”,我国政府决定将中药产业作为重大战略产业加以发展,并强化对中药产业的政策扶持。为此,由科技部、国家计委、国家经贸委、卫生部、国家药品监督局、国家中医药管理局、国家知识产权局和中国科学院共同制订的国家第一部中药现代化发展的纲领性文件《中药现代化发展纲要》,已经国务院办公厅正式批转。

该纲要全文分为引言、指导思想、基本原则和战略目标、重点任务和主要措施四个部分。明确指出了今后的重点任务为现代中药研发平台建设、中药国家重点实验室、中药国家工程和技术研究中心建设、中药产业基地建设、中药标准研究、中药基础理论研究、中药产品创新、中药关键生产技术研究、中药资源保护、中药知识产权保护、中药现代化人才培养、加速中药产品产业化等。

《纲要》规定,到2010年要形成中药现代化基础研究、应用开发及支撑条件平台,重点支持2~3个国家重点实验室、10个中药研究开发中心、20个中药国家工程和技术研究中心及10个中药产业基地的建设。要建立完善500种常用中药材、500种中药饮片的现代质量标准;完成国家基本用药目录传统中成药的工艺条件优选评价和质量控制手段的提高工作,完成200种中药化学对照品研究。开发出100个中药新产品,完成100个传统中成药的二次开发,争取2~3个中药品种进入国际医药主流市场。要推动形成约5个年销售额50亿元以上、10个年销售额30亿元以上的大型企业集团,大幅度提高我国中药产品的国际市场份额。

《纲要》规定,建立部级联席会议制度,国家设立中药现代化发展专项计划,加快对中药现代化科技、产业、人才培养等方面的投入。与此同时,国家将在中药出口、种植、资源保护、扶贫计划、西部开发以及中药创新产品的审批等方面给与优惠政策。

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